Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [ 30 ] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

ток iyp достигает максимума в момент перехода напряжения через нуль и станет равным нулю в момент времени t\ (или /з, 5 и т.д.), когда площадь, ограниченная кривой Uyp под осью абсцисс, станет равной площади, ограниченной кривой над осью абсцисс.

При углах Св и f5„<60° уравнительный ток имеет прерывистый характер, а в кривой уравнительного напряжения есть нулевые участки (в отрезки времени U-h, h- 4 и т. д.), при ав = f5n = 60° и более уравнительный ток становится гранично-непрерывным.

Токоограничивающие реакторы включают в контур уравнительного тока по одному или по два на группу (рис. 1-116, а), причем их индуктивность выбирается такой, чтобы уравнительный ток не превышал 10% номинального тока нагрузки.

В реверсивных тиристорных электроприводах наибольшее распространение получила встречно-параллельная схема соединения вентильных групп, так как она имеет ряд преимуществ перед другими схемами, а именно:

а) содержит простой двухобмоточный трансформатор, который может быть применен как в реверсивном, так и в нереверсивном электроприводе и имеет наименьшую типовую мощность по сравнению с трансформаторами в других схемах;

б) может питаться непосредственно от трехфазной сети через анодные токоогра-ннчиваюшие реакторы;

в) позволяет унифицировать конструкцию реверсивного и нереверсивного электропривода;

г) упрощает ошиновку.

Перекрестная схема уступает встречно-параллельной по массе, так как она имеет трехобмоточный трансформатор, сложный по конструкции и имеющий большую типовую мощность, чем во встречно-параллельной схеме (1,262 мощности на стороне выпрямленного тока по сравнению с 1,05 у встречно-параллельной схемы).

Суммарная масса трансформатора н реакторов в перекрестной схеме больше, чем во встречно-параллельной, несмотря на меньшие размеры и массу токоограннчи вающих реакторов.

Перекрестная мостовая схема применяется в тех случаях, когда требуется только один контур уравнительного тока.

3. Параллельное соединение вентилей

При параллельном соединении полупроводниковых вентилей в общем случае ток нагрузки распределяется между венти-.пямн неравномерно из-за неидентичности прямых вольт-амперных характеристик (рис. 1-118). В управляемых вентилях на распределение тока влияет также неодно-временность включения вентн.п€Й, что устраняют высокой скоростью нарастания тока управления.

I vf уг ,


Рис. 1-118. Параллельное соединение венти-лей-

д, е, г, д - схемы; б - вольт-амперные характеристики.

Ток разбаланса Дг двух параллельно включенных вентилей (рис. 1-118,6)

Дг = »1 - гг = Дм ?2д,

где Дм -разность прямых падений напряжения между характеристиками при большем токе; /?2д - дифференциальное сопротивление характеристики вентиля V5 при токе Ji.

Разбаланс токов будет тем больше, чем круче характеристики и чем дальше они друг от друга. Для уменьшения разбаланса необходимо уменьшить крутизну характеристик, т. е. увеличить дифференциальное сопротивление вентилей, или уменьшить разность напряжений.

Уменьшение крутизны характеристик проще всего можно получить последовательным включением с вентилями резисторов (рис. 1-118, е). Применение резисторов является эффективным, если падение напряжения на них соизмеримо с падением напряжения в вентилях. Однако при этом увеличиваются потери мощности и снижается к. п. д. преобразователей. Поэтому такой способ не нашел практического применения.

Разбаланс Ди прямых падений напряжений на вентилях можно уменьшить подбором вентилей по значению прямого падения. Такой способ вызывает затруднения при эксплуатации, так как характеристики вентилей могут изменяться при изменении тока нагрузки, температуры и времени. Поэтому требуется периодический контроль прямых падений напряжения. Параллельно включенные вентили следует располагать на общем охладителе. Заменять вышедшие из строя вентили необходимо вентилями той лее группы (по значению прямых падений напряжений). Кроме того, необходимо тщательно симметрировать все подводящие ши-




"CP:

одном вентиле и уменьшение в другом (рис. 1-119,6). С учетом этого и принимая M=L, получаем:

Рис. 1-119. Двухобмоточный ферромагнитный делитель.

а - схема; б - диаграмма токов.

НЫ и кабели по значению как активного, так и индуктивного сопротивления. Все описанные ограничения обусловили то, что такой способ нашел применение пока только для преобразователей с полупроводниковыми диодами.

Уменьшение разбаланса токов, так же как и снижение разбаланса напряжений Аи, достигается применением ферромагнитных реакторов. Обычно такой реактор выполняется в виде ферромагнитного сердечника, на который намотаны две обмотки (рис. 1-118, й). Токи вентилей пропускаются через обмотки встречно, поэтому результирующая м. д. с. при равенстве токов равна нулю. Если имеется разбаланс токов, то создается результирующая м. д. с, вызывающая появление магнитного потока, пропорционального разности токов. Под действием этого потока в обмотках реактора индуктируются равные по значению, но противоположные по знаку э. д. с. е. В результате на вентиле, имеющем больший ток, напряжение становится равным U-е, а на вентиле, имеющем меньший ток, - равным и+е (рис. 1-118,6), что приводит к уменьшению разбаланса тока.

Сумма э. д. с. обмоток делителя равна разности прямых падений напряжения на вентилях (рис. 1-119, а):

ei -f «2 = «1 - «3 = Ды. Э. д. с. каадой обмотки из-за наличия индуктивности рассеяния L обмотки и коэффициента взаимной индукции М обмоток зависит от скорости изменения токов U и »2 в этих обмотках:

dii dt

При постоянном токе нагрузки /<? h+ +4=/г = id=const.

dii , di Тогда -- +

dt

= 0 или

di dt

Таким образом, в период проводимости вентилей т происходит-нарастание тока, в

, di ef -f eg откуда L - = -;;-

Скорость изменения тока должна быть такой, чтобы отклонение его от средиеариф-ii + i„ iy

метического значения -= было в

пределах допустимого значения, т. е. Дг=

Тогда Дг = - т < Аг

доп-

Обычно в расчетах по.пьзуются средним за период Т значением отклонения тока Ai т

2 Т

С учетом этого L -

Д/ср 8Г

На рис. 1-118, й показана схема ферромагнитного делителя для двух пара.плельно включенных вентилей. При большем их количестве используют также двухобмоточные реакторы, но соединяют обмотки по специальным схемам. На рис. 1-120 изображены наиболее распространенные схемы: с задающим вентилем, с короткозамкнутой цепью, с замкнутой и разомкнутой цепочками. В мостовой схеме делители тока можно включать не только в плечи моста, но и в фазы. При этом вдвое сокрашается количество реакторов, но увеличиваются их размеры.

Индуктивность реактора, необходимая для получения разбаланса в значении среднего тока Д/ср при разбалансе напряжений Аи вольт-амперных характеристик, может быть рассчитана по формуле

где &сх-коэффициент, зависящий от схемы делителя тока и количества параллельных, вентилей (рис. 1-121).

При выборе схемы необходимо учитывать требование сохранения заданной точности деления тока в случае выхода из строя одного из вентилей. Этому требованию не удовлетворяет схема с замкнутбй цепочкой, так как при выходе из строя одного из вентилей она превращается в схему с разомкнутой цепочкой, для которой необходима индуктивность реактора в несколько раз большая. Схема с задающим вентилем при выходе его из строя перестает делить токи. Эти недостатки отсутствуют в схеме с короткозамкнутой цепью, которая, однако, неудобна в кокструктивном отношении при большом числе параллельных вентилей



О is


-о is


Рис. 1-120. Схемы соединения ферромагнитных реакторов.

о - с задающим вентилем; б - с короткозамкнутой цепью; в - с замкнутой цепочкой; в - с разомкнутой цепочкой.

(сложно осуществлять короткозамкнутую цепь).

. В связи с этим в мощных тиристорных преобразователях более перспективным яв-ляется применение для деления тока индуктивных сопротивлений вместо ферромагнитных реакторов.

Индуктивность такого делителя, который называют также индуктивным делите-.пем без магнитной связи, при двух парал-.пельных ветвях определяется аналогично индуктивности двухобмоточного ферромагнитного делителя с учетом того, что коэффициент взаимоиндукции 7И=0:

ei -i- 62 = 2L

dt Ли

А/ср 4Г •

Таким образом, при отсутствии магнитной связи в делителе требуется индуктивность в 2 раза большая, чем в двухобмоточ-ном ферромагнитном делителе.

Во всех приведенных формулах напряжение Ди представляет собой разбаланс в прямых падениях напряжений двух вентилей. При рассмотрении схем с большим числом параллельных ветвей более удобным является испо.пьзование отклонения в падении напряжения вснтиля от среднеарифметического значения (рис. 1-122).

Среднеарифметическое значение падений напряжения

fc=i

Падение напряжения на вентиле «fe=cp-bAttft, k=\,2,..., п.

Напряжение между точками а и б

Ua6= "k + L-

k=l, 2,....n.

Суммируя n таких уравнений, получаем:

ПЫаб =

Mli +

n fe=l

D 1 2 S 4 5 6 7 8 9 10 1112

Рис. 1-121. Коэффициент fecx в зависимости от количества параллельных вентилей в разных схемах включения реакторов.

i -с короткозамкнутой цепью; 2 -с задающим вентилем; 3 - с замкнутой цепочкой; 4 -с разомкнутой цепочкой.

7-825



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [ 30 ] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

0.0011